Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Basler Forscher erklären die Evolution extremer Parasiten

14.10.2014

Extreme Anpassungen von Lebewesen gehen oft mit so starken Veränderungen einher, dass der Ablauf der Evolution schwierig zu rekonstruieren ist.

Zoologen der Universität Basel beschreiben nun eine neue Parasitenart, die ein Bindeglied zwischen Pilzen und extremen Parasiten bildet. Damit lässt sich erstmals die Evolution dieser Krankheitserreger von Menschen und Tieren verstehen. Die Arbeit wird in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS) vorgestellt.


Elektronenmikroskopische Aufnahme der Sporen des neu beschriebenen Parasiten Microsporidum daphniae. The Sporen sind etwa 2 Mikrometer lang. Ronny Larsson


Der Grosse Wasserfloh (Daphnia magna), der Wirt der neu entdeckten Parasitenart. Das Tier ist etwa 4mm gross. Dieter Eber, Universität Basel

Parasiten bedienen sich bei ihren Wirtsorganismen, um sich ihr eigenes Leben zu vereinfachen. Dazu entwickeln sie Merkmale, die so extrem sind, dass man sie oft mit keinen anderen Lebewesen vergleichen kann. Wie diese speziellen Anpassungen zustande kamen, ist oft nicht mehr nachzuvollziehen.

Die Forschungsgruppe um Prof. Dieter Ebert am Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel hat nun ein «Missing Link» entdeckt, mit dem sich die Evolution einer grossen Gruppe extremer Parasiten, der Microsporidien, erklären lässt. Unterstützt wurden sie dabei von Wissenschaftlern aus Schweden und den USA.

Microsporidien sind eine grosse Gruppe von extremen Parasiten, die Menschen und Tiere befallen und in Gesundheitswesen und Landwirtschaft hohe Kosten verursachen; über 1200 Arten von ihnen sind bekannt. Sie leben in den Zellen ihrer Wirte und besitzen hochspezialisierte Anpassungen: Sie können sich nur innerhalb der Wirtszelle reproduzieren, haben die kleinsten bekannten Genome aller Organismen mit Zellkernen (Eukaryoten) und besitzen keine eigenen Mitochondrien (Kraftwerke der Zellen).

Zudem haben sie einen harpunenartigen Infektionsapparat, mit dem sie sich in Wirtszellen hineinschiessen können. Wegen ihrer sensationell hohen molekularen Evolutionsraten waren Analysen ihres Erbmaterials bisher wenig erfolgreich: Die grosse Divergenz ihrer Gene von allen anderen bekannten Organismen erschwerte es, ihre Abstammung zu verstehen.

Zwischen Pilz und Parasit

Die Zoologen um Prof. Dieter Ebert erforschen seit Jahren die Evolution von Microsporidien. Als sie vor einigen Jahren einen neuen Parasiten von Wasserflöhen entdeckten, klassifizierten sie die bisher unbeschriebene Art als ein Microsporidum, vor allem deshalb, weil es den harpunenartigen Infektionsapparat besitzt, der als Schlüsselerfindung der Microsporidien gilt.

Die Analyse des gesamten Genoms brachte dann einige Überraschungen zutage: Das Erbgut gleicht mehr dem eines Pilzes als dem eines Microsporidiums und besitzt zudem ein Mitochondriales Genom. Bei der neuen Art, die Mitosporidium daphniae benannt wurde, handelt sich damit um ein Bindeglied zwischen Pilzen und Microsporidien.

Mit der Hilfe von Kollegen aus Schweden und den USA rollten die Basler Forscher die Evolution von Microsporidien neu auf. Zunächst zeigten sie, dass sich die neue Art von Vorfahren aller Microsporidien ableitet und sich den ursprünglichen Pilzen zuordnen lassen; damit ist ihr genauer Platz im Stammbaum des Lebens endlich gefunden. Weitere Untersuchungen bestätigten, dass die neue Art tatsächlich eine microsporidien-typische, intrazelluläre und parasitische Lebensweise hat, dass aber ihr Genom sehr untypisch für ein Microsporidium ist. Es gleicht vielmehr den gemeinsamen Vorfahren mit den Pilzen.

Veränderungen am Erbgut

Die Wissenschaftler schliessen daraus, dass die Microsporidien zuerst eine parasitische, intrazelluläre Lebensweise entwickelten und dass sich erst später ihr Genom stark verändert hat. Diese Veränderungen am Erbgut schliessen den Verlust der Mitochondrien und die Vereinfachung des Energiestoffwechsels ein, ebenso wie die extreme Kompaktierung des Genoms. «Unsere Arbeiten sind nicht nur ein Meilenstein in der Erforschung von Microsporidien, sondern von grossem Interesse für die Erforschung von parasitenspezifischen Anpassungen in der Evolution im Allgemeinen», erläutert Ebert die Befunde.

Originalbeitrag
Haag, K.L., James, T.Y., Pombert, J.-F., Larsson, R., Schaer, T.M.M., Refardt, D. & Ebert, D. 2014.
Evolution of a morphological novelty occurred before genome compaction in a lineage of extreme parasites
Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 13. Oktober 2014) www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1410442111

Weitere Auskünfte
Prof. Dieter Ebert, Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel, Fachbereich Zoologie, Tel. +41 (0)61 267 03 60, Fax +41 (0)61 267 03 60, E-Mail: dieter.ebert@unibas.ch

Olivia Poisson | Universität Basel
Weitere Informationen:
http://www.unibas.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zebras: Immer der Erinnerung nach
24.05.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

nachricht Wichtiges Regulator-Gen für die Bildung der Herzklappen entdeckt
24.05.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten